前線軌道理論受冷遇達(dá)三十年

1952年日本的福井謙一(1918—)等人首次用特定軌道電子密度同反應(yīng)活性有關(guān)系說明芳香烴每個(gè)位置上反應(yīng)能力的差別，發(fā)現(xiàn)“電子密度最容易受到親電或氧化性試劑的進(jìn)攻”。這就是福井謙一為前線軌道論奠基的第一篇文章。《化學(xué)物理》雜志1954年第8期又登載了福井謙一的題為《香烴、雜環(huán)烴和其它偶聯(lián)分子定向的分子軌道理論》的文章。在以后的著述中，福井謙一繼續(xù)發(fā)展和完善了他的前線軌道理論。1965年福井又發(fā)現(xiàn)，前線軌道的對稱性可以解釋以前難以理解的化學(xué)反應(yīng)過程。

前線軌道理論的創(chuàng)立是第二次世界大戰(zhàn)以后化學(xué)理方面的最重大成就之一，它把簡單分子軌道理論向前推進(jìn)了一大步，在不使用大型電子計(jì)算機(jī)的場合也能較好地推測和解釋一些化學(xué)反應(yīng)的條件、產(chǎn)物和反應(yīng)機(jī)理，在有機(jī)合成、生命科學(xué)和藥物制備領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。但這一重要理論創(chuàng)立后，不僅在日本國內(nèi)長期無人問津，而且在西方化學(xué)界也很少有人引用。后來，這種情況有了轉(zhuǎn)變。這是由于1965年美國伍德沃德和霍夫曼提出“軌道對稱性守恒”原理他們的文章中所用的“特殊分子軌道”正是福井的“前線軌道”，且提到了福井的開創(chuàng)性工作。福井的前線軌道理論受冷落的主要原因有：①當(dāng)時(shí)西方化學(xué)界正盛行用大型計(jì)算機(jī)做精確計(jì)算，以求化學(xué)純理論化的潮流，而福井的理論主要借助于簡單的休克爾分子軌道理論對大量化學(xué)實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行概括，并非依靠高深的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和精確的數(shù)值計(jì)算，這自然與當(dāng)時(shí)潮流不合。②當(dāng)時(shí)科學(xué)界已存在一種錯(cuò)覺，即某項(xiàng)科學(xué)成果是否有價(jià)值，要看西方，特別是美國是否賞識或贊同。福井的文章沒有獲得這種禮遇，自然也就無人問津了。③日本當(dāng)時(shí)正處于戰(zhàn)敗后的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)階段，科學(xué)只處于重新起步的發(fā)展時(shí)期，加上日本只注重工藝進(jìn)步的傳統(tǒng)，造成福井在國內(nèi)也沒有碰到知音。

福井理論的遭遇說明，不但權(quán)威的壓制可以使一個(gè)理論受冷卻，傳統(tǒng)和時(shí)尚也是其中的因素之一。